中国水利水电工程发展综述
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Engineering 2 (2016) xxx–xxx
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Engineering
j o u r n a l h o m e p a g e : w w w. e l s e v i e r. c o m / l o c a t e / e n g
E-mail address: jiajsh@ 2095-8099/© 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (/licenses/by-nc-nd/4.0/). 英文原文: Engineering 2016, 2(3): 302–312 引用本文: Jinsheng Jia. A Technical Review of Hydro-Project Development in China. Engineering,/10.1016/J.ENG.2016.03.008
Dam height (m) 31 128 125 111 134 214 162 183 124 115
Total storage capacity (× 108 m3) 2 048.0 1 806.0 1 690.0 1 620.0 1 500.0 1 418.5 1 350.0 743.0 733.0 684.0
31座，最高的是法国 Gouffre d’Enfer砌石重力拱坝 (坝高 60 m)。 1900年之后， 世界各国大力发展水利水电。与国际比 较，中国水利水电发展可分为四个阶段。1900—1949年 为第一阶段，中国高于 30 m以上的大坝只有 21座，总库 容约 2 . 8 ×1010 m3，水电总装机容量为 5 . 4 ×105 kW。当 时的中国水灾是心腹大患，基本是大雨大灾、小雨小灾、 无雨旱灾，技术落后。第二阶段从 1949年新中国成立至 1978年改革开放开始，这一时期中国是国际上修建水库 大坝最活跃的国家，30 m以上的大坝由 21座增加到 3651 座，总库容增加到约 2.989×1011 m3，水电总装机容量增 加到 1 . 867 ×107 kW，大坝建设的主要目的是防洪、灌 溉等。由于受技术、投资等因素制约，虽然取得了很大 的成就，但总体上与发达国家相比还比较落后。第三阶
Author name et al. / Engineering 2(2016) xxx–xxx
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段从改革开放开始至 2000年，以二滩等特大型大坝建成 为标志，中国水利水电建设实现了质的突破，由追赶世 界水平到不少方面居于国际先进和领先水平，很多工程 经受了 1998年大洪水、2008年汶川大地震的严峻考验。 这一阶段工程的突出特点是设计质量高、施工速度快、 安全性好，普遍达到了预期目标。21世纪以来，以三峡、 南水北调工程投入运行为标志，中国进入了自主创新、 引领发展的第四阶段，先后竣工的小湾、龙滩、水布垭、 锦屏一级等工程，建设技术不断刷新世界纪录。这一阶 段中国更加关注巨型工程和超高坝的安全，注重环境保 护，在很多领域居于国际引领地位，同时也全面参与国 际水利水电建设市场，拥有一半以上的国际市场份额。 截至2014年，中国建成各类水库9.8万多座，总库容 为8.166×1011 m3，达到全国河川年径流量的29 % ；农 田有效灌溉面积达6.9×107 hm2，占世界的23 % ；已建、 在建坝高超过30 m的大坝6539座，占世界的43 % ；已 建水电总装机容量超过3×108 kW，占世界的 27 % ；已 建抽水蓄能电站总装机容量达2.211×107 kW，占世界的 12 % ；输水干渠长度超过1.38×104 km，水工隧洞长度超 过1×104 km。中国已成为世界上水库大坝数量最多、农 田灌溉面积最大、水电总装机容量最大、调水工程里程 最长的国家，与国际情况的比较见图1、图2及表1至表3。 中国建设了世界上最多的水利水电工程，也采取了 最严格的水资源管理制度，要求以水定城、以水定产， 但由于人口众多、水资源时空分布不均，与发达国家比， 依然需继续推进工程建设。基于约 100个国家的数据， 比较了水资源开发度与人类发展指数 (HDI)的相关关系 (图 3、图 4)，HDI是衡量一个国家综合国力的重要指标。 由此可见发达国家人类发展指数高 (预期寿命、教育水 平、人均 GDP)，对应的水资源开发度一般也高。2014 年中国人类发展指数为 0.727，水电开发度为 52 ％，人
Research Hydro Pro综述
贾金生
State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin, China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China
图2. 世界主要国家的抽水蓄能装机容量。
Dam height (m) 305.0 300.0 294.5 285.5 285.0 275.0 271.5 262.0 261.5 261.0
Total storage capacity (× 108 m3) 79.88 105.00 150.00 126.70 4.00 36.00 11.00 1.69 237.03 16.80
a r t i c l e
i n f o
摘要 本文总结了中国水利水电工程的发展，并与国外的情况进行了比较，对高坝建设安全保障、江河 治理与非均匀不平衡输沙理论、跨流域调水工程、巨型水电机组、抽水蓄能电站、地下洞室以及 生态保护等方面的重大技术进展进行了阐述。
Article history: Received 13 April 2016 Revised form 15 August 2016 Accepted 22 August 2016 Available online 20 September 2016
1. 中国水利水电工程发展及与国外比较 [1]
中国是水旱灾害频繁发生的国家，在 1949年之前的 2000年里，全国范围内共发生过 1092次洪灾、1056次旱 灾。1920年华北大旱，饿死 50多万人；1931年长江洪 灾，死亡 14.5万人。为确保防洪安全、供水安全，提升 非化石能源占比，1949年以来中国修建了众多的大坝、 跨流域调水工程、抽水蓄能电站等。当前中国每年的水 灾损失一般低于国民经济总量的 2 %。 大坝是水利水电发展最重要的标志。历史没有明确 记载第一座大坝何时产生，但公认中国、印度、伊朗、 埃及是最早建设大坝的国家。据记载，公元 1000年以前 坝高超过 30 m的大坝只有 3座，最高的是中国浮山堰土 坝 (坝高 48 m) ；1900年以前坝高超过 30 m的大坝只有
表1 世界坝高前 10名大坝 Rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dam name Jinping I Nurek Xiaowan Xiluodu Grande Dixence Kambarata-I Inguri Vajont Nuozhadu Chicoasén Country China Tajikistan China China Switzerland Kyrgyzstan Georgia Italy China Mexico Dam type Arch dam Earth-rock dam Arch dam Arch dam Gravity dam Earth-rock dam Arch dam Arch dam Earth-rock dam Earth-rock dam
Installed capacity Year of (MW) completion 3 600 2 700 4 200 13 860 2 069 1 900 1 320 — 5 850 2 430 2014 1980 2012 2015 1962 1996 1980 1961 2015 1981
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基本符合较发达的发展中国家的指标， 均库容约 600 m3， 说明中国的水库和水电建设与国民经济社会发展的水平 总体是协调的。
2. 坝建设安全保障技术
中国土石坝、重力坝、拱坝、胶结颗粒料坝发展在 文献 [1–4]中已有详述，在高坝建设中，中国特别关注 安全，发展了很多新理念、新技术。
图1. 世界主要国家坝高 30 m以上大坝的数量。
Installed capacity Year of (MW) completion 180 1 500 4 500 2 100 1 020 2 656 10 235 2 730 6 000 1 330 1954 1976 1964 1970 1965 1968 1986 1967 1972 1978
Zambia/ZimbaArch dam bwe Russia Egypt Ghana Canada Venezuela Canada Russia Russia Gravity dam Earth-rock dam Earth-rock dam Arch dam Gravity dam Earth-rock dam Gravity dam Gravity dam
Author name et al. / Engineering 2(2016) xxx–xxx
表2 世界库容前 10名水库 Rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dam name Owen Falls Kariba Bratsk Aswan Akosombo Daniel-Johnson Guri Bennett Krasnoyarsk Zeya Country Uganda Dam type Gravity dam
The largest reservoir in China is the Three Gorges Reservoir with a storage capacity of 4.505 × 1010 m3, ranked the 24th in the world. 表3 世界装机容量前 10名的工程 Rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dam name Three Gorges Itaipu Xiluodu Guri Tucuruí Sayano-Shushenskaya Xiangjiaba Krasnoyarsk Nuozhadu Longtan Country China Brazil/Paraguay China Venezuela Brazil Russia China Russia China China Dam type Gravity dam Gravity dam Arch dam Gravity dam Earth-rock dam Arch dam Gravity dam Gravity dam Earth-rock dam Gravity dam
关键词 大坝 江河治理 调水工程 抽水蓄能电站 地下洞室 生态保护
© 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (/licenses/by-nc-nd/4.0/).
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j o u r n a l h o m e p a g e : w w w. e l s e v i e r. c o m / l o c a t e / e n g
E-mail address: jiajsh@ 2095-8099/© 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (/licenses/by-nc-nd/4.0/). 英文原文: Engineering 2016, 2(3): 302–312 引用本文: Jinsheng Jia. A Technical Review of Hydro-Project Development in China. Engineering,/10.1016/J.ENG.2016.03.008
Dam height (m) 31 128 125 111 134 214 162 183 124 115
Total storage capacity (× 108 m3) 2 048.0 1 806.0 1 690.0 1 620.0 1 500.0 1 418.5 1 350.0 743.0 733.0 684.0
31座，最高的是法国 Gouffre d’Enfer砌石重力拱坝 (坝高 60 m)。 1900年之后， 世界各国大力发展水利水电。与国际比 较，中国水利水电发展可分为四个阶段。1900—1949年 为第一阶段，中国高于 30 m以上的大坝只有 21座，总库 容约 2 . 8 ×1010 m3，水电总装机容量为 5 . 4 ×105 kW。当 时的中国水灾是心腹大患，基本是大雨大灾、小雨小灾、 无雨旱灾，技术落后。第二阶段从 1949年新中国成立至 1978年改革开放开始，这一时期中国是国际上修建水库 大坝最活跃的国家，30 m以上的大坝由 21座增加到 3651 座，总库容增加到约 2.989×1011 m3，水电总装机容量增 加到 1 . 867 ×107 kW，大坝建设的主要目的是防洪、灌 溉等。由于受技术、投资等因素制约，虽然取得了很大 的成就，但总体上与发达国家相比还比较落后。第三阶
Author name et al. / Engineering 2(2016) xxx–xxx
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段从改革开放开始至 2000年，以二滩等特大型大坝建成 为标志，中国水利水电建设实现了质的突破，由追赶世 界水平到不少方面居于国际先进和领先水平，很多工程 经受了 1998年大洪水、2008年汶川大地震的严峻考验。 这一阶段工程的突出特点是设计质量高、施工速度快、 安全性好，普遍达到了预期目标。21世纪以来，以三峡、 南水北调工程投入运行为标志，中国进入了自主创新、 引领发展的第四阶段，先后竣工的小湾、龙滩、水布垭、 锦屏一级等工程，建设技术不断刷新世界纪录。这一阶 段中国更加关注巨型工程和超高坝的安全，注重环境保 护，在很多领域居于国际引领地位，同时也全面参与国 际水利水电建设市场，拥有一半以上的国际市场份额。 截至2014年，中国建成各类水库9.8万多座，总库容 为8.166×1011 m3，达到全国河川年径流量的29 % ；农 田有效灌溉面积达6.9×107 hm2，占世界的23 % ；已建、 在建坝高超过30 m的大坝6539座，占世界的43 % ；已 建水电总装机容量超过3×108 kW，占世界的 27 % ；已 建抽水蓄能电站总装机容量达2.211×107 kW，占世界的 12 % ；输水干渠长度超过1.38×104 km，水工隧洞长度超 过1×104 km。中国已成为世界上水库大坝数量最多、农 田灌溉面积最大、水电总装机容量最大、调水工程里程 最长的国家，与国际情况的比较见图1、图2及表1至表3。 中国建设了世界上最多的水利水电工程，也采取了 最严格的水资源管理制度，要求以水定城、以水定产， 但由于人口众多、水资源时空分布不均，与发达国家比， 依然需继续推进工程建设。基于约 100个国家的数据， 比较了水资源开发度与人类发展指数 (HDI)的相关关系 (图 3、图 4)，HDI是衡量一个国家综合国力的重要指标。 由此可见发达国家人类发展指数高 (预期寿命、教育水 平、人均 GDP)，对应的水资源开发度一般也高。2014 年中国人类发展指数为 0.727，水电开发度为 52 ％，人
Research Hydro Pro综述
贾金生
State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin, China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100038, China
图2. 世界主要国家的抽水蓄能装机容量。
Dam height (m) 305.0 300.0 294.5 285.5 285.0 275.0 271.5 262.0 261.5 261.0
Total storage capacity (× 108 m3) 79.88 105.00 150.00 126.70 4.00 36.00 11.00 1.69 237.03 16.80
a r t i c l e
i n f o
摘要 本文总结了中国水利水电工程的发展，并与国外的情况进行了比较，对高坝建设安全保障、江河 治理与非均匀不平衡输沙理论、跨流域调水工程、巨型水电机组、抽水蓄能电站、地下洞室以及 生态保护等方面的重大技术进展进行了阐述。
Article history: Received 13 April 2016 Revised form 15 August 2016 Accepted 22 August 2016 Available online 20 September 2016
1. 中国水利水电工程发展及与国外比较 [1]
中国是水旱灾害频繁发生的国家，在 1949年之前的 2000年里，全国范围内共发生过 1092次洪灾、1056次旱 灾。1920年华北大旱，饿死 50多万人；1931年长江洪 灾，死亡 14.5万人。为确保防洪安全、供水安全，提升 非化石能源占比，1949年以来中国修建了众多的大坝、 跨流域调水工程、抽水蓄能电站等。当前中国每年的水 灾损失一般低于国民经济总量的 2 %。 大坝是水利水电发展最重要的标志。历史没有明确 记载第一座大坝何时产生，但公认中国、印度、伊朗、 埃及是最早建设大坝的国家。据记载，公元 1000年以前 坝高超过 30 m的大坝只有 3座，最高的是中国浮山堰土 坝 (坝高 48 m) ；1900年以前坝高超过 30 m的大坝只有
表1 世界坝高前 10名大坝 Rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dam name Jinping I Nurek Xiaowan Xiluodu Grande Dixence Kambarata-I Inguri Vajont Nuozhadu Chicoasén Country China Tajikistan China China Switzerland Kyrgyzstan Georgia Italy China Mexico Dam type Arch dam Earth-rock dam Arch dam Arch dam Gravity dam Earth-rock dam Arch dam Arch dam Earth-rock dam Earth-rock dam
Installed capacity Year of (MW) completion 3 600 2 700 4 200 13 860 2 069 1 900 1 320 — 5 850 2 430 2014 1980 2012 2015 1962 1996 1980 1961 2015 1981
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基本符合较发达的发展中国家的指标， 均库容约 600 m3， 说明中国的水库和水电建设与国民经济社会发展的水平 总体是协调的。
2. 坝建设安全保障技术
中国土石坝、重力坝、拱坝、胶结颗粒料坝发展在 文献 [1–4]中已有详述，在高坝建设中，中国特别关注 安全，发展了很多新理念、新技术。
图1. 世界主要国家坝高 30 m以上大坝的数量。
Installed capacity Year of (MW) completion 180 1 500 4 500 2 100 1 020 2 656 10 235 2 730 6 000 1 330 1954 1976 1964 1970 1965 1968 1986 1967 1972 1978
Zambia/ZimbaArch dam bwe Russia Egypt Ghana Canada Venezuela Canada Russia Russia Gravity dam Earth-rock dam Earth-rock dam Arch dam Gravity dam Earth-rock dam Gravity dam Gravity dam
Author name et al. / Engineering 2(2016) xxx–xxx
表2 世界库容前 10名水库 Rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dam name Owen Falls Kariba Bratsk Aswan Akosombo Daniel-Johnson Guri Bennett Krasnoyarsk Zeya Country Uganda Dam type Gravity dam
The largest reservoir in China is the Three Gorges Reservoir with a storage capacity of 4.505 × 1010 m3, ranked the 24th in the world. 表3 世界装机容量前 10名的工程 Rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dam name Three Gorges Itaipu Xiluodu Guri Tucuruí Sayano-Shushenskaya Xiangjiaba Krasnoyarsk Nuozhadu Longtan Country China Brazil/Paraguay China Venezuela Brazil Russia China Russia China China Dam type Gravity dam Gravity dam Arch dam Gravity dam Earth-rock dam Arch dam Gravity dam Gravity dam Earth-rock dam Gravity dam
关键词 大坝 江河治理 调水工程 抽水蓄能电站 地下洞室 生态保护
© 2016 THE AUTHORS. Published by Elsevier LTD on behalf of Chinese Academy of Engineering and Higher Education Press Limited Company. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (/licenses/by-nc-nd/4.0/).